ANÁLISE EXPERIMENTAL DO EFEITO DE ADSORÇÃO E DESSORÇÃO NO
CARREGAMENTO DE UMA ARMADILHA MAGNETO ÓPTICA DE RB:
OTIMIZAÇÃO DO PROCESSO DE ARMADILHAMENTO.
Ricardo Antonio De Simone Zanon1, Maria Solange Lunardi2.
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Orientador, Departamento de Física (CCT) – [email protected].
Acadêmico(a) do Curso Física (CCT) - bolsista PROBIC.
Palavras-chave: Armadilha magnéto-óptica. Dessorção. LIAD.
Em 1933, Frish fez a primeira observação experimental da interação fóton-átomo, onde a luz de
uma lâmpada de sódio defletiu um feixe contrapropagante de átomos também de sódio. Sabendo
que o resfriamento atômico é uma técnica baseada na troca de momento do fóton para o átomo,
com redução de velocidade, Phillips e Metcalf, observaram experimentalmente que a
desaceleração de átomos de sódio era proveniente da luz laser contrapropagante e introduziram
um campo magnético variável espacialmente. Chu, por sua vez, utilizando a pressão de radiação
aplicou três pares de feixes perpendiculares e contrapropagantes num meio viscoso, e com isso
possibilitou o alcance de temperaturas mais baixas do que até então haviam sido alcançadas. A
esse desenvolvimento dá-se o nome de Melaço Óptico, que segundo alguns autores não se trata
de uma armadilha, mas que possibilita o confinamento dos átomos. Apenas em 1986 foi proposta
uma armadilha capaz de resfriar e aprisionar os átomos, que é conhecida como armadilha
magnéto-óptica (MOT, do inglês Magneto Optical Trap), por Pritchard. Mas, a construção de um
MOT se deu em 1987 por Raab, o qual otimizou o MOT, utilizando lâminas e uma célula de
absorção saturada, acrescentando a estabilidade necessária para o MOT. Monroe em 1990, com o
uso de uma célula de vapor de átomos neutros de césio conseguiu potencializar o MOT.
Continuando com os estudos para se obter um aparato experimental melhor, em 1997 CohenTannoudji e Willian Phillips juntamente com Steve Chu, ganharam o prêmio Nobel de Física,
após explicarem os resulatdos experimentais obtidos de temperaturas baixas, anteriormente. Além
destes, E.A. Cornell, C.E.Wiemann e W. Ketterle, em 2001 támbém conquistaram prêmio Nobel
de Física, por obterem experimentalmente o condensado de Bose-Einstein em 1995. A dessorção
atômica induzida por luz, o efeito LIAD (do inglês, light induced atom desorption), foi
introduzido na armadilha magnéto-óptica com o objetivo de torná-la mais eficiente. Logo, o
MOT, utiliza-se de três pares de feixes contrapropagantes com polarizações e frequências
apropriadas, e um campo magnético fraco variável linearmente produzido por duas bobinas com
configuração Anti-Helmhotz (onde em cada bobina se faz circular correntes de mesma
intensidade mas em sentidos opostos) que terá uma ação sob os átomos. Este processo garante um
número muito grande de átomos aprisionados e uma temperatura da ordem de µK. Como
mencionado acima, o efeito LIAD, foi introduzido no MOT com o objetivo de torná-lo mais
eficiente, pois o efeito da luz de banda larga sobre uma armadilha magnéto-óptica, ao se iluminar
uma célula de vapor, provoca um efeito de dessorção de átomos nas paredes internas da célula, é
observado uma remoção de depositados sobre estas paredes, fazendo com que a pressão de vapor
de fundo aumente. Mas após a fonte de luz branca ser desligada a pressão de vapor retorna ao
equilíbrio. Sendo assim, primeiramente, tem-se um aumento no número de átomos aprisionados,
e logo após, com a diminuição da pressão um maior tempo de aprisionamento.
Neste trabalho foi desenvolvido todo um estudo teórico e experimental visando entender e
operar uma armadilha magneto óptica. Com isto, experimentalmente trabalhou-se no alinhamento
do laser, e fizeram-se testes variando a corrente obtendo a potência para ajustar o laser de
rebombeio, preparando o sistema para o estado de LIAD.